DE69935130T2 - Gain control device and optical amplifier with temperature compensation function - Google Patents

Gain control device and optical amplifier with temperature compensation function Download PDF

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verstärkungsregelungseinheit und einen optischen Verstärker zur Kompensierung einer Verstärkerwellenlängencharakteristik für ein optisches Signal und insbesondere auf eine Verstärkungsregelungseinheit und einen optischen Verstärker mit einer Temperaturkompensationsfunktion, die auch automatisch eine Temperaturabhängigkeit der Verstärkungswellenlängencharakteristik kompensiert.The The present invention relates to a gain control unit and an optical amplifier for compensating an amplifier wavelength characteristic for a optical signal and in particular to a gain control unit and an optical amplifier with a temperature compensation function, which is also automatic a temperature dependence the gain wavelength characteristic compensated.

Herkömmlich ist ein Gain Equalizer oder Linearisierer (Verstärkungsregelungseinheit) bekannt, der einen optischen Filter verwendet, welcher in einem optischen Verstärker vorgesehen ist, um in einem optischen Kommunikationssystem eingesetzt zu werden, und zwar um eine Verstärkungswellenlängencharakteristik des optischen Verstärkers zu kompensieren. Dieser herkömmliche Gain Equalizer ist von vornherein dafür konzipiert, dass seine Verlustwellenlängencharakteristik die Verstärkungswellenlängencharakteristik des optischen Verstärkers kompensiert, um dadurch eine insgesamt flache Wellenlängencharakteristik zu erhalten. Im Allgemeinen ist das Design der Verlustwellenlängencharakteristik des Gain Equalizers zumeist auf Grundlage der Verstärkungswellencharakteristik des optischen Verstärkers bei einer spezifischen Temperatur optimiert. Als solches war es nötig, dass die Temperaturabhängigkeit der Verlustwellenlängencharakteristik des Gain Equalizers kleiner ist. Durch Einsetzen eines Gain Equalizers wurde es möglich, einen optischen Verstärker mit einer relativ flachen Verstärkungswellenlängencharakteristik in einem vorbestimmten Wellenlängenband zu realisieren.Traditional is a gain equalizer or linearizer (gain control unit) is known, which uses an optical filter which is in an optical amplifier is intended to be used in an optical communication system to become a gain wavelength characteristic of the optical amplifier to compensate. This conventional Gain equalizer is designed from the outset to have its loss wavelength characteristic the gain wavelength characteristic of the optical amplifier compensated, thereby providing an overall flat wavelength characteristic to obtain. In general, the design is the loss wavelength characteristic Gain equalizer mostly based on the gain characteristic of the optical amplifier optimized at a specific temperature. As such it was necessary, that the temperature dependence the loss wavelength characteristic the gain equalizer is smaller. By inserting a gain equalizer it became possible an optical amplifier with a relatively flat gain wavelength characteristic in a predetermined wavelength band to realize.

Inzwischen ist bekannt, dass eine Verstärkungswellenlängencharakteristik eines optischen Verstärkers in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur fluktuiert. Z.B. besitzt eine erbiumdotierte Faser (EDF), die typischerweise in einem optischen Verstärker verwendet wird, eine solche Verstärkungswellenlängencharakteristik, wie in 16 gezeigt, in der die Verstärkungsabweichung in Bezug auf die Wellenlänge in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur stark variiert (0°C, 25°C, und 65°C in dieser Figur). Des Weiteren weist der Unterschied zwischen der Verstärkung bei einer Umgebungstemperatur von 0°C und jener bei einer Umgebungstemperatur von 25°C in der oben genannten EDF solch eine Wellenlängeneigenschaft (A) auf, wie in 17 gezeigt ist, und der Unterschied zwischen der Verstärkung bei einer Umgebungstemperatur von 65°C und jener bei einer Umgebungstemperatur von 25°C weist eine Wellenlängencharakteristik (B) in 17 auf.Meanwhile, it is known that a gain wavelength characteristic of an optical amplifier fluctuates depending on the ambient temperature. For example, erbium-doped fiber (EDF), which is typically used in an optical amplifier, has such a gain wavelength characteristic as in FIG 16 in which the gain deviation with respect to the wavelength greatly varies depending on the ambient temperature (0 ° C, 25 ° C, and 65 ° C in this figure). Further, the difference between the gain at an ambient temperature of 0 ° C and that at an ambient temperature of 25 ° C in the above-mentioned EDF has such a wavelength characteristic (A) as in FIG 17 is shown, and the difference between the gain at an ambient temperature of 65 ° C and that at an ambient temperature of 25 ° C has a wavelength characteristic (B) in FIG 17 on.

Da die Verstärkungswellenlängencharakteristik einer EDF wie oben bemerkt eine Temperaturabhängigkeit besitzt, war es herkömmlich notwendig, die EDF auf einer konstanten Temperatur zu halten. Als solches war es notwendig, die EDF beispielsweise mit einem Wärme isolierenden Material abzudecken und gelegentlich die Temperatur der EDF mit einem Erhitzer oder einer Stromquelle oder ähnlichem einzustellen, was den Nachteil bewirkt, dass die Größe des optischen Verstärkers ansteigt.There the gain wavelength characteristic an EDF has a temperature dependence as noted above, it has traditionally been necessary to keep the EDF at a constant temperature. As such was it is necessary, for example, to cover the EDF with a heat insulating material and occasionally the temperature of the EDF with a heater or a power source or the like adjust, which causes the disadvantage that the size of the optical amplifier increases.

Diesbezüglich existiert eine Technik, wie sie in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung 9-145941 offenbart ist, bei der ein Langperioden-Fasergitter („LPG", welches verwendet werden kann, um die Verstärkungswellenlängencharakteristik der EDF abzuflachen) darauf abzielt, die Stabilität in Bzug auf Temperaturänderungen zu verbessern. Bei dieser Technik werden das Ummantelungsprofil und die Zusammensetzung der Fasern im Hinblick auf die Tatsache neu konzipiert, dass die Brechungsindices des Kerns und der Ummantelung voneinander unterschiedlich in Bezug auf Temperaturen variieren, die durch die Temperaturabhängigkeit eines Langperioden- Fasergitters bewirkt sind. Im Gegensatz dazu liegt die vorliegende Erfindung, wie hier später beschrieben wird, in einer Technik zur Realisierung einer Temperaturkompensation durch geeignetes Kombinieren von Fasergittern mit gegenseitig unterschiedlichen Charakteristiken, bei denen die Strukturen der Fasergitter an sich gewöhnlich sind. Somit unterscheidet sich die vorliegende Erfindung von der zuvor genannten bekannten Technik.This exists a technique as disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication 9-145941 in which a long period fiber grating ("LPG" which uses can be to the gain wavelength characteristic The EDF aims to stabilize the stability on temperature changes to improve. In this technique, the sheathing profile and the composition of the fibers in view of the fact newly designed that the refractive indices of the core and the cladding vary from each other differently in terms of temperatures, by the temperature dependence a long-period fiber grating are effected. In contrast, the present invention is how here later is described in a technique for realizing a temperature compensation by suitably combining fiber gratings with mutually different ones Characteristics in which the structures of the fiber grating per se usually are. Thus, the present invention differs from the above mentioned known technique.

Ein optischer Wellenleiter und eine optische Vorrichtung, die mit einem Langperioden-Gitter versehen sind, ist in der JP-A-10319259 beschrieben.One optical waveguide and an optical device provided with a Long-period gratings are provided is described in JP-A-10319259.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen herkömmlichen Probleme durchgeführt und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verstärkungsregelungseinheit mit einer Temperaturkompensationsfunktion bereitzustellen, die in der Lage ist, selbst mit einer Verstärkungswellenlängencharakteristik flexibel zurechtzukommen, die in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur fluktuiert, um dadurch einen optischen Verstärker mit geringer Größe und einfachem Aufbau bereitzustellen, der in der Lage ist, eine Verstärkungswellenlängencharakteristik zu realisieren, die über einen weiteren Temperaturbereich stabil ist.The The present invention has been made in view of the above usual Problems performed and it is therefore an object of the present invention to provide a gain control unit with a temperature compensation function to be found in is capable even with a gain wavelength characteristic to cope flexibly, depending on the ambient temperature fluctuates, thereby providing a small size and simple optical amplifier To provide a structure capable of a gain wavelength characteristic to realize that over another temperature range is stable.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein optischer Verstärker mit einer Temperaturkompensationsfunktion vorgesehen, bei dem der optische Verstärker eine optische Verstärkungsvorrichtung zum Verstärken eines optischen Signals aufweist, damit es sich durch eine optische Übertragungsleitung ausbreitet, und die optische Verstärkungsvorrichtung besitzt eine Verstärkungswellenlängencharakteristik, die eine Temperaturabhängigkeit aufweist, und der optische Verstärker umfasst: eine Verstärkungsregelungseinheit, die mehrere Gitterabschnitte aufweist, die in dem optischen Verstärker oder auf der optischen Übertragungsleitung vorgesehen sind, die an den optischen Verstärker angeschlossen ist, wobei die mehreren Gitterabschnitte voneinander verschiedene Verlustwellenlängencharakteristiken aufweisen, und die voneinander verschiedenen Verlustwellenlängencharakteristiken voneinander verschiedene Temperaturabhängigkeiten aufweisen; und wobei die Verlustwellenlängencharakteristiken der Gitterabschnitte und die Temperaturabhängigkeiten der Verlustwellenlängencharakteristiken entsprechend der Verstärkungswellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung eingestellt sind, und zumindest teilweise die Temperaturabhängigkeit der Verstärkungswellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung kompensieren; eine automatische Verstärkungsregelung, die so ausgebildet ist, dass sie die Leistung von Eingangslicht und Ausgangslicht der optischen Verstärkungsvorrichtung überwacht, und die Betriebsbedingungen so regelt, dass die Verstärkung in der optischen Verstärkungsvorrichtung konstant ist; einen variablen optischen Abschwächer, der so ausgebildet ist, dass er variabel ein optisches Signal abschwächt, das sich durch die optische Übertragungsleitung ausbreitet; wobei die optische Verstärkungsvorrichtung einen ersten optischen Verstärkungsabschnitt und einen zweiten optischen Verstärkungsabschnitt aufweist, die gegenseitig in Kaskade über den variablen optischen Abschwächer geschaltet sind; wobei die automatische Verstärkungsregelung einen ersten Abschnitt zum Regeln der Verstärkung in dem ersten optischen Verstärkungsabschnitt aufweist, so dass diese konstant ist, und einen zweiten Abschnitt zum Regeln der Verstärkung in dem zweiten optischen Verstärkungsabschnitt aufweist, sodass sie konstant ist; und eine ALC-Schaltung, die so ausgebildet ist, dass sie die Leistung des Ausgangslichts von der optischen Verstärkungsvorrichtung überwacht und das Ausmaß der Lichtabschwächung des variablen optischen Abschwächers so regelt, dass die Leistung des Ausgangslichtes konstant ist.According to one The first aspect of the invention is an optical amplifier with a temperature compensation function provided in which the optical amplifier an optical amplifying device to amplify an optical signal to pass through an optical transmission line propagates, and the optical amplifying apparatus has a Gain wavelength characteristic, the one temperature dependence and the optical amplifier comprising: a gain control unit, having a plurality of grating sections included in the optical amplifier or provided on the optical transmission line are connected to the optical amplifier is connected, wherein the plurality of grid sections from each other different loss wavelength characteristics , and the mutually different loss wavelength characteristics have different temperature dependencies; and where the loss wavelength characteristics the grating sections and the temperature dependencies of the loss wavelength characteristics according to the gain wavelength characteristic the optical amplifying device are set, and at least partially the temperature dependence the gain wavelength characteristic the optical amplifying device compensate; an automatic gain control that is designed that way is that they are the power of input light and output light of the optical Reinforcing device monitors, and the operating conditions so that the gain in the optical amplifying device is constant; a variable optical attenuator designed variably attenuating an optical signal propagating through the optical transmission line; wherein the optical amplifying device a first optical amplifying section and a second optical amplifying section, over each other in cascade the variable optical attenuator are switched; wherein the automatic gain control a first Section to regulate the reinforcement in the first optical amplification section so that it is constant, and a second section to regulate the reinforcement in the second optical amplification section, so that it is constant; and an ALC circuit that is formed is that they are the power of the output light from the optical Monitoring device monitored and the extent of light attenuation of the variable optical attenuator so regulates that the power of the output light is constant.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen offensichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in welchen:Further Objects, features and advantages of the present invention from the following description of the preferred embodiments become more obvious when combined with the attached drawings is read, in which:

1 eine Ansicht ist, die den Aufbau einer Verstärkungsregelungseinheit zeigt, die in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird; 1 Fig. 13 is a view showing the structure of a gain control unit used in a first embodiment of the present invention;

2 ein Blockdiagramm ist, das den Aufbau eines optischen Verstärkers der ersten Ausführungsform zeigt; 2 Fig. 10 is a block diagram showing the structure of an optical amplifier of the first embodiment;

3 eine erläuternde Ansicht einer allgemeinen Verlustwellenlängencharakteristik eines LPGs ist; 3 Fig. 10 is an explanatory view of a general loss wavelength characteristic of an LPG;

4 ein Diagramm ist, das die individuellen und kombinierten Verlustwellenlängencharakteristiken von zwei Arten von LPGs bei einer Bezugstemperatur zeigt; 4 Fig. 12 is a graph showing the individual and combined loss wavelength characteristics of two types of LPGs at a reference temperature;

5 ein Diagramm ist, das ein Beispiel einer Verlustwellenlängencharakteristik zeigt, wenn die Umgebungstemperatur in 4 erhöht wird; 5 FIG. 12 is a diagram showing an example of loss wavelength characteristic when the ambient temperature in FIG 4 is increased;

6 ein Diagramm ist, das ein weiteres Beispiel einer Verlustwellenlängencharakteristik zeigt, wenn die Umgebungstemperatur in 4 erhöht wird; 6 FIG. 12 is a diagram showing another example of loss wavelength characteristic when the ambient temperature in FIG 4 is increased;

7 ein Diagramm ist, das die Temperaturcharakteristiken der Verstärkungsregelungseinheit zeigt, und zwar in dem Fall, dass eine Verlustwellenlängencharakteristik derjenigen hin der beiden LPGs, die auf der Seite langer Wellenlängen liegt, in Bezug auf eine Temperaturänderung fixiert wird; 7 Fig. 13 is a graph showing the temperature characteristics of the gain control unit in the case that a loss wavelength characteristic of that of the two LPGs located on the long wavelength side is fixed with respect to a temperature change;

8 ein Diagramm ist, das die Temperaturcharakteristiken der Verstärkungsregelungseinheit zeigt, und zwar in dem Fall, dass eine Verlustwellenlängencharakteristik derjenigen der beiden LPGs, die auf der Seite kurzer Wellenlängen liegt, in Bezug auf eine Temperaturänderung, fixiert wird; 8th Fig. 12 is a graph showing the temperature characteristics of the gain control unit in the case where a loss wavelength characteristic of that of the two LPGs located on the short wavelength side is fixed with respect to a temperature change;

9 eine Ansicht ist, die den Aufbau einer Verstärkungsregelungseinheit zeigt, die in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird; 9 is a view showing the structure of a gain control unit used in a second embodiment of the invention;

10 ein Diagramm ist, das eine Verlustwellenlängencharakteristik der Verstärkungsregelungseinheit der zweiten Ausführungsform bei einer niedrigeren Temperatur zeigt; 10 Fig. 15 is a graph showing a loss wavelength characteristic of the gain control unit of the second embodiment at a lower temperature;

11 ein Diagramm ist, das eine Verlustwellenlängencharakteristik der Verstärkungsregelungseinheit der zweiten Ausführungsform bei einer mittleren Temperatur zeigt; 11 Fig. 15 is a graph showing a loss wavelength characteristic of the gain control unit of the second embodiment at a medium temperature;

12 ein Diagramm ist, das eine Verlustwellenlängencharakteristik der Verstärkungsregelungseinheit der zweiten Ausführungsform bei einer höheren Temperatur zeigt; 12 Fig. 10 is a graph showing a loss wavelength characteristic of the gain control unit of the second embodiment at a higher temperature;

13 ein Diagramm ist, das Charakteristiken der jeweiligen LPGs 1 bis 3 bei 0°C zeigt, und zwar in einer Verstärkungsregelungseinheit, die entsprechend einem optischen Verstärker mit einer in 16 gezeigten Verstärkungswellenlängencharakteristik aufgebaut ist; 13 a diagram is the characteristics of the respective LPGs 1 to 3 at 0 ° C, in a gain control unit corresponding to an optical amplifier with an in 16 constructed amplification wavelength characteristic is constructed;

14 ein Diagramm ist, das die Verlustwellenlängencharakteristiken an den jeweiligen Temperaturen einer Verstärkungsregelungseinheit mit den LPGs 1 bis 3, die die jeweils in 13 gezeigten Charakteristiken aufweisen, zeigt; 14 FIG. 12 is a graph showing the loss wavelength characteristics at the respective temperatures of a gain control unit with the LPGs. FIG 1 to 3 which each in 13 show characteristics shown;

15 ein Diagramm ist, das die Verlustwellenlängencharakteristiken vor und nach der Verstärkungskompensation zeigt, und zwar im Fall des Einsatzes einer Verstärkungsregelungseinheit mit den Charakteristiken der 14; 15 FIG. 15 is a graph showing the loss wavelength characteristics before and after the gain compensation in the case of employing a gain control unit having the characteristics of FIG 14 ;

16 ein Diagramm ist, das ein Beispiel einer Verstärkungswellenlängencharakteristik eines optischen Verstärkers zeigt; und 16 Fig. 16 is a diagram showing an example of a gain wavelength characteristic of an optical amplifier; and

17 ein Diagramm ist, das die Verstärkungsunterschiede in Bezug auf eine Temperaturänderung des optischen Verstärkers in 16 zeigt. 17 is a graph showing the gain differences with respect to a temperature change of the optical amplifier in 16 shows.

Im Folgenden wird eine Verstärkungsregelungseinheit mit einer Temperaturkompensierungsfunktion beschrieben, umfassend: eine Vielzahl von Gitterabschnitten, die in einer optischen Übertragungsleitung vorgesehen sind, durch welche ein optisches Signal ausgebreitet wird; wobei die Mehrzahl der Gitterabschnitte gegenseitig verschiedene Verlustwellenlängencharakteristiken besitzt und die gegenseitig verschiedenen Verlustwellenlängencharakteristiken gegenseitig verschiedene Temperaturabhängigkeiten besitzen.in the The following will be a gain control unit described with a temperature compensation function, comprising: a plurality of grating sections arranged in an optical transmission line are provided, through which an optical signal propagated becomes; wherein the plurality of grid sections are mutually different Loss wavelength characteristics has and the mutually different loss wavelength characteristics have mutually different temperature dependencies.

Gemäß einem solchen Aufbau wird es möglich, eine Verstärkungsregelungseinheit frei zu konzipieren, in welcher ihre Verlustwellenlängencharakteristiken in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperaturänderung fluktuieren, indem mehrere Gitterabschnitte geeignet kombiniert werden, die so aufgebaut sind, dass die Verlustwellenlängencharakteristiken davon gegenseitig verschieden sind und die jeweiligen Verlustwellencharakteristiken Temperaturabhängigkeiten besitzen, um in einer optischen Übertragungsleitung verwendet zu werden.According to one such construction makes it possible a gain control unit free to design in which their loss wavelength characteristics dependent on from an ambient temperature change fluctuate by combining several grid sections appropriately which are constructed so that the loss wavelength characteristics of which are mutually different and the respective loss wave characteristics temperature dependencies own to in an optical transmission line to be used.

Im Folgenden wird auch ein optischer Verstärker mit einer Temperaturkompensierungsfunktion beschrieben, wobei der optische Verstärker eine optische Verstärkungsvorrichtung zum Verstärken eines durch eine optische Übertragungsleitung auszubreitenden Signals umfasst, und die optische Verstärkungsvorrichtung eine Verstärkungswellenlängencharakteristik mit einer Temperaturabhängigkeit besitzt, wobei der optische Verstärker umfasst: mehrere Gitterabschnitte, die in der optischen Verstärkungsvorrichtung oder auf der optischen Übertragungsleitung, die mit der optischen Verstärkungsvorrichtung verbunden ist, vorgesehen sind, wobei die mehreren Gitterabschnitte gegenseitig unterschiedliche Verlustwellenlängencharakteristiken besitzen und die gegenseitig verschiedenen Verlustwellenlängencharakteristiken gegenseitig verschiedene Temperaturabhängigkeiten besitzen; und wobei die Verlustwellenlängencharakteristiken der Gitterabschnitte und der Temperaturabhängigkeiten der Verlustwellenlängencharakteristiken entsprechend den Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkungsvorrichtung bzw. der Temperaturabhängigkeit der Verstärkungswellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung eingestellt werden.in the Following is also an optical amplifier with a temperature compensation function described, wherein the optical amplifier is an optical amplifying device to amplify one to be propagated through an optical transmission line Signal, and the optical amplifying apparatus has a gain wavelength characteristic with a temperature dependence has, wherein the optical amplifier comprises: a plurality of grid sections, those in the optical amplification device or on the optical transmission line, those with the optical amplifying device is connected, are provided, wherein the plurality of grid sections have mutually different loss wavelength characteristics and the mutually different loss wavelength characteristics mutually different temperature dependencies have; and wherein the loss wavelength characteristics of the grating sections and the temperature dependencies the loss wavelength characteristics according to the gain wavelength characteristics the optical amplifying device or the temperature dependence the gain wavelength characteristic the optical amplifying device be set.

Bei solch einem Aufbau wird ein optisches Signal in der optischen Verstärkungsvorrichtung entsprechend der Verstärkungswellenlängencharakteristik mit der Temperaturabhängigkeit verstärkt. Trotzdem wird eine Verstärkungskompensierung mit der Temperaturcharakteristik automatisch durchgeführt, da das optische Signal durch die mehreren Gitterabschnitte ausgebreitet wurde, in denen deren Verlustwellenlängencharakteristiken und die Temperaturabhängigkeiten der Verlustwellenlängencharakteristiken entsprechend der Verstärkungswellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung und der Temperaturabhängigkeit der Verstärkungswellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung eingestellt worden sind. Auf diese Weise wird es möglich, einen optischen Verstärker mit geringer Größe und einfachem Aufbau zu realisieren, der in der Lage ist, eine Verstärkungswellenlängencharakteristik zu erhalten, die unabhängig von einer Temperaturänderung stabil ist.at such a structure becomes an optical signal in the optical amplifying apparatus according to the gain wavelength characteristic with the temperature dependence strengthened. Nevertheless, a gain compensation becomes automatically performed with the temperature characteristic, since the optical signal is propagated through the plurality of grating sections in which their loss wavelength characteristics and the temperature dependencies the loss wavelength characteristics according to the gain wavelength characteristic the optical amplifying device and the temperature dependence the gain wavelength characteristic the optical amplifying device have been adjusted. That way it becomes possible to have one optical amplifier with small size and simple To realize a structure capable of a gain wavelength characteristic to get that independently from a temperature change is stable.

Für die oben genannte Verstärkungsregelungseinheit und für den optischen Verstärker können die mehreren Gitterabschnitte Langperioden-Fasergitter sein, die jeweils entlang der optischen Übertragungsleitung ausgebildet sind. Die Langperioden-Fasergitter besitzen bevorzugt jeweilige Gitterteilungen in einem Bereich von 0,1 mm bis 1 mm.For the above called gain control unit and for the optical amplifier can the multiple grating sections would be long-period fiber gratings, the each along the optical transmission line are formed. The long-period fiber gratings are preferred respective lattice pitches in a range of 0.1 mm to 1 mm.

Weiter kann für den optischen Verstärker die optische Verstärkungsvorrichtung konkret einen mehrstufiger Verstärkungsaufbau besitzen, der mehrere optische Verstärkungsabschnitte aufweist, und die optische Verstärkungsvorrichtung kann einen optischen Faserverstärker umfassen, der eine mit einem seltene Erdenelement dotierte Faser verwendet.Further can for the optical amplifier the optical amplifying device specifically a multi-stage reinforcement structure having a plurality of optical amplification sections, and the optical amplifying device can be an optical fiber amplifier comprising a fiber doped with a rare earth element used.

Im Folgenden wird auch ein temperaturkompensierter optischer Verstärker beschrieben, welcher umfasst: einen temperaturempfindlichen optischen Verstärker mit einer ersten optischen Verstärkerstufe und einer zweiten optischen Verstärkerstufe; eine temperaturkompensierende Verstärkungsregelungskaskade, die mit dem temperaturempfindlichen optischen Verstärker verbunden ist und mehrere Gitter umfasst; eine automatische Verstärkungssteuerung, die angeordnet ist, um die Leistungen des Eingangslichts und des Ausgangslichts des temperaturempfindlichen optischen Verstärkers zu beobachten und eine konstante Verstärkung des temperaturempfindlichen optischen Verstärkers aufrecht zu erhalten, während die Verstärkung der ersten Stufe in Unabhängigkeit von der Verstärkung der zweiten Stufe geregelt wird; wobei die temperaturabhängige Verstärkungswellencharakteristik des optischen Verstärkers mindestens teilweise von der temperaturabhängigen Verlustwellencharakteristik der Gitter kompensiert wird; einen variablen optischen Abschwächer, der angeordnet ist, um ein sich durch den temperaturkompensierten optischen Verstärker ausbreitendes optisches Signal abzuschwächen; und eine automatische Niveauregelung, die angeordnet ist, um die Lichtleistung an einer Ausgabe des temperaturkompensierten optischen Verstärkers zu beobachten und den variablen optischen Abschwächer so zu regeln, dass die Lichtleistung am Ausgang konstant ist.in the Also described below is a temperature compensated optical amplifier, which comprises: a temperature-sensitive optical amplifier a first optical amplifier stage and a second optical amplifier stage; a temperature compensating Gain control cascade which are connected to the temperature-sensitive optical amplifier is and includes multiple grids; an automatic gain control, which is arranged to control the powers of the input light and the Output light of the temperature-sensitive optical amplifier to observe and a constant amplification of the temperature sensitive optical amplifier to sustain while the reinforcement the first stage in independence from the reinforcement the second stage; wherein the temperature-dependent gain wave characteristic of the optical amplifier at least in part from the temperature-dependent loss-wave characteristic the grating is compensated; a variable optical attenuator, which is arranged is to propagate through the temperature compensated optical amplifier to attenuate the optical signal; and an automatic level control, which is arranged around the Light output at an output of the temperature-compensated optical amplifier to observe and to regulate the variable optical attenuator so that the Light output is constant at the output.

Im Folgenden werden die Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.in the Following are the embodiments according to the present Invention with reference to the accompanying drawings.

1 ist eine Ansicht, die einen Aufbau einer Verstärkungsregelungseinheit zeigt, die in einem optischen Verstärker gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. 2 ist ein Blockdiagramm, das einen beispielhaften Aufbau des optischen Verstärkers zeigt. 1 FIG. 15 is a view showing a structure of a gain control unit used in an optical amplifier according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 Fig. 10 is a block diagram showing an exemplary construction of the optical amplifier.

In 1 wird eine Verstärkungsregelungseinheit (GCU) 10, die in dieser Ausführungsform verwendet wird, durch eine optische Übertragungsleitung L dargestellt, indem z.B. zwei Arten von Langperioden-Gittern (im Folgenden „LPG" genannt) 1, 2 zwischen den Enden T1 und T2 in Kaskade geschaltet werden.In 1 becomes a gain control unit (GCU) 10 used in this embodiment, represented by an optical transmission line L, for example, by two types of long-period gratings (hereinafter called "LPG") 1 . 2 be connected in cascade between the ends T1 and T2.

Für die LPGs 1 und 2 wird ein LPG verwendet, der einen solchen Aufbau besitzt, dass ihre Verlustwellencharakteristiken relativ zu einem durch die optische Übertragungsleitung L ausgebreiteten optischen Signal gegenseitig verschieden sind und die jeweiligen Verlustwellenlängencharakteristiken gegenseitig unterschiedliche Temperaturabhängigkeiten besitzen. Jeder dieser LPGs 1 und 2 besitzt einen Aufbau, der mit jenem eines bekannten LPGs identisch ist, und wird hergestellt, indem ein Gitter mit einer notwendigen Gitterteilung entlang einer Längsrichtung einer optischen Faser eingeschrieben wird, z.B. durch Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen von außerhalb der optischen Faser. Die Gitterteilung des LPGs liegt typischerweise in der Größenordnung von 0,5 mm (in einem Bereich von 0,1 mm bis 1 mm). Diese Gitterteilung stellt eine lange Periode dar, da sie breiter als eine Gitterteilung eines Braggfasergitters (FBG) ist (typischerweise mit einer Größenordnung von 0,5 μm). Die LPGs 1 und 2 können gegenseitig miteinander verbunden sein, z.B. über einen optischen Verbinder oder einen Spleiß. Alternativ ist es auch möglich, die beiden LPGs 1 und 2 separat in einer Längsrichtung einer optischen Faser einzuschreiben und die so präparierte optische Faser zwischen den Anschlüssen T1 und T2 anzuschließen. Das Festlegen der Verlustwellencharakteristiken der LPGs 1 und 2 wird später beschrieben.For the LPGs 1 and 2 For example, an LPG having a structure such that its loss-wave characteristics are mutually different relative to an optical signal propagated through the optical transmission line L and the respective loss-wavelength characteristics have mutually different temperature dependencies is used. Each of these LPGs 1 and 2 has a structure identical to that of a known LPG, and is manufactured by writing a grating having a necessary grating pitch along a longitudinal direction of an optical fiber, for example, by irradiating ultraviolet rays from outside the optical fiber. The grating pitch of the LPG is typically on the order of 0.5 mm (in a range of 0.1 mm to 1 mm). This grating pitch represents a long period since it is wider than a grating pitch of a Bragg grating (FBG) (typically of the order of 0.5 μm). The LPGs 1 and 2 may be mutually connected, eg via an optical connector or a splice. Alternatively, it is also possible to use the two LPGs 1 and 2 separately write in a longitudinal direction of an optical fiber and connect the thus-prepared optical fiber between the terminals T1 and T2. Determining Loss Wave Characteristics of the LPGs 1 and 2 will be described later.

Es ist möglich, einen optischen Verstärker aufzubauen, indem die Verstärkungsregelungseinheit 10 mit dem oben beschriebenen und in 2 gezeigten Aufbau eingesetzt wird, sodass ein optischer Verstärkungsabschnitt 21 der früheren Stufe und ein optischer Verstärkungsabschnitt 22 der späteren Stufe über einen variablen optischen Abschwächer (VATT) 23 zwischen einem Eingangsanschluss IN und einem Ausgangsanschluss OUT in Kaskade geschaltet werden und weiter die Verstärkungsregelungseinheit 10 und ein Gain Equalizer (GEQ) 11 zwischen den optischen Verstärkungsabschnitten 22 der späteren Stufe und den Ausgangsanschluss OUT eingesetzt werden.It is possible to construct an optical amplifier by using the gain control unit 10 with the one described above and in 2 shown structure is used, so that an optical amplification section 21 the previous stage and an optical amplification section 22 the later stage via a variable optical attenuator (VATT) 23 be connected in cascade between an input terminal IN and an output terminal OUT, and further the gain control unit 10 and a Gain Equalizer (GEQ) 11 between the optical amplifying sections 22 the later stage and the output terminal OUT are used.

Z.B. sind die optischen Verstärkungsabschnitte 21 und 22 in der Lage, kollektiv ein Wellenlängen gemultiplextes Lichtsignal (WDM-Lichtsignal) zu verstärken, das eine Vielzahl von optischen Signalen an unterschiedlichen Wellenlängen enthält, und sind konkret aus bekannten optischen Verstärkungsvorrichtungen wie z.B. einem erbiumdotierten Faserverstärker (EDFA) aufgebaut. Die optischen Verstärkungsabschnitte 21 und 22 sind mit AGC- Schaltkreisen 21A bzw. 22A versehen, um die Verstärkung auf einen konstanten Wert zu regeln.For example, the optical amplification sections 21 and 22 able to collectively wavelengths ge to amplify a multiplexed light signal (WDM light signal) containing a plurality of optical signals at different wavelengths, and concretely constructed from known optical amplifying apparatuses such as erbium-doped fiber amplifier (EDFA). The optical amplification sections 21 and 22 are with AGC circuits 21A respectively. 22A provided to regulate the gain to a constant value.

Jeder der AGC-Schaltkreise überwacht die Leistungen des Eingangslichts und des Ausgangslichts des entsprechenden optischen Verstärkungsabschnitts, um dadurch automatisch die Leistung des Erregungslichts so zu steuern, dass die Verstärkung am entsprechenden optischen Verstärkungsabschnitt einen vorbestimmten Wert erreicht. Indem die Verstärkung der optischen Verstärkungsabschnitte 21 und 22 auf einen konstanten Wert geregelt wird, wird es möglich, die Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkungsabschnitte 21 und 22 gegenüber Fluktuationen des Eingangslichtniveaus konstant zu halten.Each of the AGC circuits monitors the powers of the input light and the output light of the corresponding optical amplifying section to thereby automatically control the power of the excitation light so that the gain at the corresponding optical amplifying section reaches a predetermined value. By the gain of the optical amplification sections 21 and 22 is controlled to a constant value, it becomes possible to use the gain wavelength characteristics of the optical amplifying sections 21 and 22 to keep constant against fluctuations of the input light level.

Der variable optische Abschwächer 23 ist ein bekannter optischer Abschwächer, der in der Lage ist, die Menge der Lichtabschwächung basierend auf einem Signal von außen zu variieren. Die Menge der Lichtabschwächung dieses variablen optischen Abschwächers 23 wird von einer Signalausgabe von einem ALC-Schaltkreis 23A gesteuert. Dieser ALC-Schaltkreis 23A überwacht hier die Leistung des Ausgangslichts eines Gain Equalizers 11, um dadurch ein Signal zur Steuerung der Menge der Lichtabschwächung des variablen optischen Abschwächers 23 zu erzeugen, sodass die Leistung der optischen Signale der jeweiligen aus dem optischen Verstärker auszugebenden Wellenlängen jeweils vorbestimmte Niveaus erreichen. Der Gain Equalizer 11 ist ein Equalizer (Linearisierer) zum Einstellen der Verstärkungswellencharakteristiken der optischen Verstärkungsabschnitte 21 und 22, um dadurch die Verstärkung relativ zur Wellenlänge festzulegen.The variable optical attenuator 23 is a known optical attenuator capable of varying the amount of light attenuation based on a signal from the outside. The amount of light attenuation of this variable optical attenuator 23 is from a signal output from an ALC circuit 23A controlled. This ALC circuit 23A here monitors the power of the output light of a gain equalizer 11 to thereby receive a signal for controlling the amount of light attenuation of the variable optical attenuator 23 so that the power of the optical signals of the respective wavelengths to be output from the optical amplifier reaches predetermined levels, respectively. The gain equalizer 11 is an equalizer (linearizer) for adjusting the amplification wave characteristics of the optical amplification sections 21 and 22 to thereby set the gain relative to the wavelength.

Obwohl es aus der Darstellung in der Figur weggelassen ist, ist es möglich, eine Dispersionskompensationsvorrichtung wie z.B. eine dispersionskompensierende Faser im vorliegenden optischen Verstärker vorzusehen, wenn er erforderlich ist, um die zu erzeugende Wellenlängendispersion zu kompensieren, wie z.B. in einer optischen Übertragungsleitung, die mit den Anschlüssen IN und OUT des vorliegenden optischen Verstärkers verbunden ist.Even though it is omitted from the illustration in the figure, it is possible a Dispersion compensation device such as e.g. a dispersion compensating Provide fiber in the present optical amplifier, if required is to compensate for the wavelength dispersion to be generated, such as. in an optical transmission line, the one with the connections IN and OUT of the present optical amplifier is connected.

Im Folgenden werden die Verlustwellencharakteristiken der LPGs 1 und 2 und die Temperaturabhängigkeiten der jeweiligen für die Verstärkungsregelungseinheit 10 zu verwendenden Verlustwellenlängencharakteristiken beschrieben.The following are the loss wave characteristics of the LPGs 1 and 2 and the temperature dependencies of the respective ones for the gain control unit 10 to be used loss wavelength characteristics.

Zunächst werden die allgemeinen Eigenschaften eines LPGs mit Bezug auf 3 erläutert.First, the general characteristics of an LPG with respect to 3 explained.

Die Verlustwellenlängencharakteristik des in 3 gezeigten LPGs wird typischerweise von den Parametern der mittleren Wellenlänge λ0, eines maximalen Verlusts A und der Wellenlängenbreite B, in der der Verlust erzeugt wird, spezifiziert. Die mittlere Wellenlänge λ0 und die Wellenlängenbreite B werden entsprechend einer Gitterteilung eines in einer optischen Faser auszubildenden Gitters bestimmt, während der Maximalverlust A durch den Unterschied zwischen den Brechungsindices des Kerns und der Ummantelung und von einer Breite des eingeschriebenen Bereichs des Gitters bestimmt wird. Die Hauptursache des Phänomens (Wellenlängenverschiebung), bei dem eine Verlustwellenlängencharakteristik des LPGs abhängig von der Umgebungstemperatur verschoben wird, liegt in den Temperaturabhängigkeiten der Brechungsindices des Kerns und der Ummantelung. Z. B. ist bekannt, dass der Betrag einer Wellenlängenverschiebung Δλ pro 100°C in einer Größenordnung von +5nm (Δλ ~ +5nm/100°C) liegt, wenn ein Gitter in einer gewöhnlichen dispersionverschobenen Faser (DSF) eingeschrieben wird. Dieser Betrag der Wellenlängenverschiebung Δλ kann optional in einem Bereich der Größenordnung von -(minus) einigen nm/100°C bis +(plus) 10 nm/100°C variiert werden, indem die Dotierungsmaterialien für den Kern und die Ummantelung und die Dotierungsmengen geändert werden.The loss wavelength characteristic of in 3 The LPGs shown are typically specified by the parameters of the mean wavelength λ 0 , a maximum loss A and the wavelength width B in which the loss is generated. The central wavelength λ 0 and the wavelength width B are determined according to a grating pitch of a grating to be formed in an optical fiber, while the maximum loss A is determined by the difference between the refractive indices of the core and the cladding and a width of the inscribed portion of the grating. The main cause of the phenomenon (wavelength shift) in which a loss wavelength characteristic of the LPG is shifted depending on the ambient temperature is the temperature dependencies of the refractive indices of the core and the cladding. For example, it is known that the amount of wavelength shift Δλ per 100 ° C is on the order of + 5nm (Δλ~ + 5nm / 100 ° C) when a grating is written in a conventional dispersion-shifted fiber (DSF). This amount of wavelength shift Δλ may optionally be varied within a range of the order of - (minus) a few nm / 100 ° C to + (plus) 10 nm / 100 ° C by changing the dopants for the core and the cladding and the doping amounts become.

Somit wird es durch Kombinieren einer Vielzahl von LPGs mit aufgrund von Temperaturänderungen gegenseitig verschiedenen Beträgen der Wellenlängenverschiebung möglich, eine Verstärkungsregelungseinheit mit einer Verlustwellenlängencharakteristik zu realisieren, die abhängig von einer Temperatur fluktuiert, und Muster nicht nurfür die Wellenlängenverschiebung, sondern auch für eine Verlustwellenlängencharakteristik in die gewünschte Form zu ändern.Consequently It is by combining a variety of LPGs with due to Temperature changes mutually different amounts the wavelength shift possible, a gain control unit with a loss wavelength characteristic to realize the dependent fluctuates from a temperature, and patterns not only for the wavelength shift, for .... As well a loss wavelength characteristic in the desired Change shape.

Im Folgenden werden konkret die Temperaturabhängigkeiten der Verlustwellenlängencharakteristiken in dem Fall beschrieben, das zwei LPGs 1 und 2 miteinander kombiniert werden, und zwar mit Bezug auf 4 bis 6.Concretely, the temperature dependencies of the loss wavelength characteristics in the case of the two LPGs will be described below 1 and 2 be combined with each other, with respect to 4 to 6 ,

4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von individuellen Verlustwellenlängencharakteristiken der beiden LPGs 1 und 2 zeigt, und eine kombinierte Verlustwellenlängecharakteristik in dem Fall, dass die LPGs 1 und 2 miteinander verbunden sind, alle bei einer Bezugstemperatur. Das Wellenlängeband beträgt 1535 nm bis 1560 nm und die Ordinate in der Figur stellt eine Verlustmenge in dB-Einheiten dar. 4 FIG. 12 is a diagram illustrating an example of individual loss wavelength characteristics of the two LPGs. FIG 1 and 2 and a combined loss wavelength characteristic in the case where the LPGs 1 and 2 connected to each other, all at a reference temperature. The wavelength band is 1535 nm to 1560 nm and the ordinate in the figure represents a loss amount in dB units.

In dem Beispiel der 4 sind die Verlustwellenlängencharakteristiken in dem Fall gezeigt, dass ein LPG1 mit einer mittleren Wellenlänge λ0 in der Nähe von 1541 nm und ein LPG2 mit einer mittleren Wellenlänge λ0 in der Nähe von 1554 nm eingesetzt werden. Die Maximalverluste A beider LPGs 1 und 2 sind gleichermaßen ungefähr 3 dB und die Wellenlängenbreiten B sind gleich ungefähr 36 nm. Wenn die LPGs 1 bzw. 2 mit solchen Verlustwellenlängencharakteristiken miteinander auf eine in 1 gezeigte Weise verbunden werden, überlappen die Verlustwellenlängencharakteristiken der jeweiligen LPGs 1 und 2 einander, um dadurch eine Verlustwellenlängencharakteristik bereitzustellen, die einen im Wesentlichen flachen Verlustbetrag über einem mittleren Bereich in einem Wellenlängenband von 1535 nm bis 1560 nm besitzt.In the example of 4 For example, the loss wavelength characteristics are shown in the case where an LPG1 having a center wavelength λ 0 near 1541 nm and an LPG2 having a center wavelength λ 0 near 1554 nm are used. The maximum losses A of both LPGs 1 and 2 are equally about 3 dB and the wavelength widths B are equal to about 36 nm. When the LPGs 1 respectively. 2 with such loss wavelength characteristics coincide with one another in 1 As shown, the loss wavelength characteristics of the respective LPGs overlap 1 and 2 thereby providing a loss wavelength characteristic having a substantially flat loss amount over a middle range in a wavelength band of 1535 nm to 1560 nm.

Jede der 5 und 6 zeigt ein Beispiel, in dem die Umgebungstemperatur für die LPGs 1 bzw. 2 mit den oben genannten Verlustwellenlängencharakteristiken angehoben wird. Es wird bemerkt, dass die 5 eine Situation zeigt, in der das LPG1 einen negativen Temperaturkoeffizienten (Wellenlängenverschiebung) und das LPG2 einen positiven Temperaturkoeffizienten in Bezug auf eine Temperaturerhöhung besitzen, während 6 eine Situation zeigt, in der das LPG1 einen positiven Temperaturkoeffizienten und das LPG2 einen negativen Temperaturkoeffizienten in Bezug auf eine Temperaturerhöhung besitzt.Each of the 5 and 6 shows an example in which the ambient temperature for the LPGs 1 respectively. 2 is raised with the above loss wavelength characteristics. It is noticed that the 5 shows a situation where the LPG1 has a negative temperature coefficient (wavelength shift) and the LPG2 has a positive temperature coefficient with respect to a temperature increase while 6 shows a situation in which the LPG1 has a positive temperature coefficient and the LPG2 has a negative temperature coefficient with respect to a temperature increase.

In dem Beispiel der 5 wurde aufgrund des Anstiegs der Umgebungstemperatur die mittlere Wellenlänge λ0 des LPGs 1 in die Nähe von 1539 nm verschoben (der Betrag der Wellenlängenverschiebung beträgt ungefähr –2 nm), und die mittlere Wellenlänge λ0 des LPGs 2 wurde in die Nähe von 1556 nm verschoben (der Betrag der Wellenlängenverschiebung beträgt ungefähr +2 nm). Wenn die LPGs 1 und 2 mit solchen Charakteristiken miteinander verbunden werden, wird eine Verlustwellenlängencharakteristik mit einer konkaven Form in einem mittleren Teil des Wellenlängenbands erhalten.In the example of 5 became the mean wavelength λ 0 of the LPG due to the increase of the ambient temperature 1 shifted in the vicinity of 1539 nm (the amount of wavelength shift is approximately -2 nm), and the average wavelength λ 0 of the LPG 2 was shifted to near 1556 nm (the amount of wavelength shift is approximately +2 nm). If the LPGs 1 and 2 With such characteristics, a loss wavelength characteristic having a concave shape is obtained in a middle part of the wavelength band.

In dem Beispiel der 6 wurde aufgrund des Anstiegs der Umgebungstemperatur die mittlere Wellenlänge λ0 des LPGs 1 in die Nähe von 1544 nm verschoben (der Betrag der Wellenlängenverschiebung beträgt ungefähr +3nm), und die mittlere Wellenlänge λ0 des LPGs 2 wurde in die Nähe von 1551 nm verschoben (der Betrag der Wellenlängenverschiebung beträgt ungefähr –3 nm). Wenn die LPGs 1 und 2 mit solchen Eigenschaften miteinander verbunden werden, wird eine Verlustwellenlängencharakteristik mit einer konvexen Form in einem mittleren Teil des Wellenlängenbands erhalten.In the example of 6 became the mean wavelength λ 0 of the LPG due to the increase of the ambient temperature 1 shifted in the vicinity of 1544 nm (the amount of wavelength shift is approximately + 3nm), and the average wavelength λ 0 of the LPGs 2 was shifted to near 1551 nm (the amount of wavelength shift is about -3 nm). If the LPGs 1 and 2 With such properties, a loss wavelength characteristic having a convex shape is obtained in a middle part of the wavelength band.

Wie oben beschrieben, wird es möglich eine Verstärkungsregelungseinheit zu konzipieren, die eine Verlustwellenlängencharakteristik aufweist, welche in der Lage ist, abhängig von einer Änderung in der Umgebungstemepratur zu fluktuieren, indem eine Vielzahl von LPGs kombiniert und geeignet verbunden werden, die so aufgebaut sind, dass ihre Verlustwellenlängencharakteristiken gegenseitig verschieden sind und die jeweiligen Verlustwellenlängencharakteristiken gegenseitig verschiedene Temperaturabhängigkeiten besitzen. Indem die zwei LPGs 1 und 2 hier miteinander verbunden werden, wird es möglich, wahlweise das konkave/konvexe Muster des Verlustbetrags im mittleren Bereich des Wellenlängenbands festzulegen, abhängig von der Umgebungstemperatur. In den obigen Beispielen wurden solche Fälle beschrieben, in denen die Maximalverluste A und die Wellenlängenbreiten B der jeweiligen LPGs 1 und 2 jeweils einander gleich sind. Jedoch ist es leicht, eine Verlustwellenlängencharakteristik herzustellen, die zum Zeitpunkt, wenn die LPGs miteinander verbunden werden, eine asymmetrische Form besitzt, indem die Maximalverluste A und die Wellenlängenbreiten B der LPGs 1 und 2 separat voneinander eingestellt werden. Auf diese Weise wird es möglich, mit einem einfachen Aufbau die Verstärkungsregelungseinheit 10 mit der Temperaturkompensierungsfunktion zu realisieren, wodurch die herkömmliche Notwendigkeit erübrigt wird, die Temperatur der EDF konstant zu halten, und es wird auch möglich, eine Verkleinerung eines optischen Verstärkers zu erzielen.As described above, it becomes possible to design a gain control unit having a loss wavelength characteristic capable of fluctuating depending on a change in the environmental temperature by combining and appropriately connecting a plurality of LPGs constructed such that their loss wavelength characteristics are mutually different and the respective loss wavelength characteristics have mutually different temperature dependencies. By the two LPGs 1 and 2 Here, it becomes possible to optionally set the concave / convex pattern of the loss amount in the central region of the wavelength band, depending on the ambient temperature. In the above examples, such cases have been described in which the maximum losses A and the wavelength widths B of the respective LPGs 1 and 2 are each equal to each other. However, it is easy to produce a loss wavelength characteristic which has an asymmetric shape at the time when the LPGs are connected to each other by taking the maximum losses A and the wavelength widths B of the LPGs 1 and 2 be set separately from each other. In this way, it becomes possible with a simple structure, the gain control unit 10 with the temperature compensation function, thereby obviating the conventional need to keep the temperature of the EDF constant, and it also becomes possible to achieve downsizing of an optical amplifier.

In den obigen Beispielen wurden die LPGs 1 und 2 in Betracht gezogen, deren beider Verlustwellenlängencharakteristiken in Bezug auf eine Temperaturänderung verschoben werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und es ist auch möglich eine solche Kombination zu verwenden, in der lediglich ein LPG eine Verlustwellenlängencharakteristik besitzt, die in Bezug auf eine Temperaturänderung verschoben wird, und die andere eine Verlustwellenlängencharakteristik besitzt, die im Wesentlichen fixiert ist ohne verschoben zu werden. Basierend auf einer solchen Kombination wird eine Verstärkungsregelungseinheit in Betracht gezogen, die entsprechend den Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitte 21 und 22 konzipiert ist.In the above examples, the LPGs were 1 and 2 whose two loss wavelength characteristics are shifted with respect to a temperature change. However, the present invention is not limited thereto, and it is also possible to use such a combination in which only one LPG has a loss wavelength characteristic shifted with respect to a temperature change and the other has a loss wavelength characteristic substantially fixed without to be moved. Based on such a combination, a gain control unit is considered that corresponds to the gain wavelength characteristics of the optical amplifier sections 21 and 22 is designed.

Es wird hier angenommen, dass die Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkungsabschnitte 21 und 22 Temperaturabhängigkeiten wie jene in der zuvor genannten 16 besitzen.It is assumed here that the gain wavelength characteristics of the optical amplification sections 21 and 22 Temperature dependencies like those in the aforementioned 16 have.

7 zeigt ein Beispiel einer Verlustwellenlängencharakteristik der Verstärkungsregelungseinheit 10, die darauf abzielt, entsprechend der Verstärkungswellenlängencharakteristik der 16 optimiert zu werden. Diese Verlustwellenlängencharakteristik entspricht einer Situation, in der das LPG 1 mit seiner mittleren Wellenlänge λ0 auf der Seite kurzer Wellenlängen eine Verlustwellenlängencharakteristik besitzt, die in Bezug auf eine Temperaturänderung verschoben wird, und in der das LPG 2 mit seiner mittleren Wellenlänge λ0 auf der Seite langer Wellenlängen eine in Bezug auf eine Temperaturänderung fixierte Verlustwellenlängencharakteristik besitzt. 7 FIG. 15 shows an example of loss wavelength characteristic of the gain control unit. FIG 10 , which aims at, according to the gain wavelength characteristic of 16 to be optimized. This loss wavelength characteristic corresponds to a situation where the LPG 1 with its central wavelength λ 0 on the short wavelength side has a loss wavelength characteristic which is shifted with respect to a temperature change, and in which the LPG 2 with its central wavelength λ 0 on the long wavelength side has a loss wavelength characteristic fixed with respect to a temperature change.

Wenn die Verstärkungsregelungseinheit 10 mit der Verlustwellenlängencharakteristik in Bezug auf eine Temperaturänderung gemäß 7 an dem in der zuvor genannten 2 gezeigten optischen Verstärker angeschlossen wird, wird es möglich auf der Seite kurzer Wellenlängen und im mittleren Bereich des Wellenlängenbands die Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitt 21, 22 abhängig von einer Änderung der Umgebungstemperatur zu kompensieren. Somit wird es möglich ein optisches Signal mit einer gleichmäßigen Verstärkung relativ zur Wellenlänge zu erhalten. Jedoch wird ein Fehler der Verstärkungskompensierung auf der langen Wellenlängenseite verursacht, da die Temperatur basierte Änderung der Verlustwellenlängeneigenschaften der Verstärkungsregelungseinheit 10 nicht vollständig mit der Temperatur basierten Änderung der Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitte 21, 22 zurechtkommen kann.When the gain control unit 10 with the loss wavelength characteristic with respect to a temperature change according to 7 at the in the aforementioned 2 In the case of the optical amplifier shown in FIG. 1, it becomes possible on the short wavelength side and in the middle region of the wavelength band, the amplification wavelength characteristics of the optical amplifying section 21 . 22 depending on a change in the ambient temperature to compensate. Thus, it becomes possible to obtain an optical signal having a uniform gain relative to the wavelength. However, an error of the gain compensation on the long wavelength side is caused because the temperature-based change of the loss wavelength characteristics of the gain control unit 10 not completely with the temperature-based change of the gain wavelength characteristics of the optical amplifier sections 21 . 22 can get along.

8 zeigt ein weiteres Beispiel einer Verlustwellenlängencharakteristik der Verstärkungsregelungseinheit 10, die darauf abzielt, entsprechend einer Verstärkungswellenlängencharakteristik der 16 optimiert zu werden. Diese Verlustwellenlängencharakteristik entspricht einer Situation, in der das LPG 1' mit seiner mittleren Wellenlänge λ0 auf der kurzen Wellenlängenseite eine relativ zu einer Temperaturänderung fixierte Verlustwellenlängencharakteristik besitzt und das LPG 2' mit seiner mittleren Wellenlänge λ0 auf der langen Wellenlängenseite eine Verlustwellenlängencharakteristik besitzt, die in Bezug auf eine Temperaturänderung verschoben wird. Man bemerke, dass in einer praktischen Messung für das LPG 1', das LPG 2 verwendet wird, das eingesetzt wurde, um die Charakteristik in der zuvor genannten 7 zu erhalten, und als LPG 2' ein LPG 3 verwendet wird, welches in einer später zu beschreibenden Ausführungsform eingesetzt wird. 8th FIG. 12 shows another example of loss wavelength characteristic of the gain control unit. FIG 10 , which aims at, according to a gain wavelength characteristic of 16 to be optimized. This loss wavelength characteristic corresponds to a situation where the LPG 1' with its central wavelength λ 0 on the short wavelength side has a loss wavelength characteristic fixed relative to a temperature change and the LPG 2 ' with its central wavelength λ 0 on the long wavelength side has a loss wavelength characteristic which is shifted with respect to a temperature change. Note that in a practical measurement for the LPG 1' , the LPG 2 used, which was used to the characteristic in the aforementioned 7 to get, and as LPG 2 ' an LPG 3 is used, which is used in an embodiment to be described later.

Wenn die Verstärkungsregelungseinheit 10 mit der Verlustwellenlängencharakteristik in Bezug auf eine Temperaturänderung gemäß 8 an den optischen Verstärker angeschlossen wird, wird es möglich im mittleren Bereich und auf der langen Wellenlängenseite des Wellenlängenbands die von einer Änderung in der Umgebungstemperatur abhängigen Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitte 21, 22 zu kompensieren. Somit wird es möglich ein optisches Signal mit einer gleichmäßigen Verstärkung relativ zu einer Wellenlänge zu erhalten. Jedoch wird ein Fehler der Verstärkungskompensierung auf der kurzen Wellenlängenseite verursacht.When the gain control unit 10 with the loss wavelength characteristic with respect to a temperature change according to 8th is connected to the optical amplifier, it is possible in the middle region and on the long wavelength side of the wavelength band, the gain of a change in the ambient temperature gain wavelength characteristics of the optical amplifier sections 21 . 22 to compensate. Thus, it becomes possible to obtain an optical signal having a uniform gain relative to a wavelength. However, an error of the gain compensation is caused on the short wavelength side.

Wie oben beschrieben, existiert eine Grenze für ein Wellenlängenband, in dem die Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitte 21, 22 kompensiert werden können, wobei die Verstärkungsregelungseinheit 10, die realisiert wird, indem ein LPG mit einer Verlustwellenlängencharakteristik, die in Bezug auf eine Temperaturänderung verschoben wird, und das andere LPG mit fixierter Wellenlängencharakteristik kombiniert werden. Um eine Verstärkungskompensierung über ein relativ breites Wellenlängenband von 1535 nm bis 1560 nm wie in dieser Ausführungsform zu realisieren, wird es als notwendig erachtet, für beide LPGs 1 und 2 die Temperaturabhängigkeiten ihrer jeweiligen Verlustwellenlängecharakteristiken optimal zu konzipieren oder drei oder mehr LPGs zu kombinieren. Nichtsdestotrotz ist es möglich, eine voll effektive Verstärkungskompensierung selbst mit Hilfe der zuvor genannten Kombination zweier LPGs durchzuführen, wenn das eine Kompensierung erfordernde Wellenlängenband relativ schmal ist.As described above, there is a limit to a wavelength band in which the gain wavelength characteristics of the optical amplifier sections 21 . 22 can be compensated, wherein the gain control unit 10 which is realized by combining an LPG having a loss wavelength characteristic shifted with respect to a temperature change and the other fixed wavelength characteristic LPG. In order to realize gain compensation over a relatively broad wavelength band of 1535 nm to 1560 nm as in this embodiment, it is considered necessary for both LPGs 1 and 2 optimally design the temperature dependencies of their respective loss wavelength characteristics or combine three or more LPGs. Nevertheless, it is possible to perform fully effective gain compensation even with the aid of the aforementioned combination of two LPGs, when the wavelength band requiring compensation is relatively narrow.

Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.in the The following will be a second embodiment of the present invention.

In dieser zweiten Ausführungsform wird ein optischer Verstärker in Betracht gezogen, der aus einer Verstärkungsregelungseinheit besteht, die durch Kombinieren dreier LPGs erhalten wurde.In this second embodiment becomes an optical amplifier considered, which consists of a gain control unit, obtained by combining three LPGs.

9 ist eine Ansicht, die den Aufbau einer Verstärkungsregelungseinheit zeigt, die in der zweiten Ausführungsform verwendet wird. Der Aufbau des optischen Verstärkers, an den die Verstärkungsregelungseinheit der 9 angeschlossen ist, ist derselbe wie jener in 2, so dass daher die Beschreibung weg gelassen wird. 9 FIG. 12 is a view showing the structure of a gain control unit used in the second embodiment. FIG. The structure of the optical amplifier to which the gain control unit of 9 connected is the same as that in 2 so that the description is omitted.

In 9 stellt die Verstärkungsregelungseinheit 10' eine optische Übertragungsleitung L dar, wie z. B. durch Kaskadenanordnung dreier Arten von LPGs 1, 2 und 3 zwischen den Anschlüssen T1 und T2.In 9 represents the gain control unit 10 ' an optical transmission line L, such as. By cascading three types of LPGs 1 . 2 and 3 between the terminals T 1 and T 2 .

Für die LPGs 1–3 werden LPGs verwendet, die einen solchen Aufbau besitzen, dass die Verlustwellenlängeneigenschaften von ihnen gegenseitig verschieden in Bezug auf ein durch die optische Übertragungsleitung L ausgebreitetes optisches Signal sind und die jeweiligen Verlustwellenlängeneigenschaften gegenseitig verschiedene Temperaturabhängigkeiten besitzen. Der Aufbau der LPGs 1–3 und die Art und Weise ihres Anschlusses sind jenen der ersten Ausführungsform identisch.For the LPGs 1 - 3 For example, LPGs having such a structure that the loss wavelength characteristics of them are mutually different with respect to an optical signal propagated through the optical transmission line L and the respective loss wavelength characteristics have mutually different temperature dependencies are used. The construction of the LPGs 1 - 3 and the manner of their connection are identical to those of the first embodiment.

In diesem Fall wird angenommen, dass die mittlere Wellenlänge λ0 des LPGs 1 auf einer kurzen Wellenlängenseite positioniert ist, die mittlere Wellenlänge λ0 des LPGs 3 auf einer langen Wellenlängenseite positioniert ist, relativ zum Wellenlängenband von 1535 nm bis 1560 nm, und dass die mittlere Wellenlänge λ0 des LPGs 2 in der Mitte zwischen LPG 1 und LPG 3 positioniert ist. In Bezug auf eine Temperaturänderung wird eine solche Einstellung in Betracht gezogen, dass die Verlustwellenlängeneigenschaft des LPGs 2 fixiert ist, während jene der LPGs 1 und 3 verschoben werden. Weiter wird angenommen, dass die Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitte 21, 22 Temperaturabhängigkeiten besitzen, die mit jenen in der zuvor genannten 16 identisch sind.In this case, it is assumed that the mean wavelength λ 0 of the LPG 1 is positioned on a short wavelength side, the average wavelength λ 0 of the LPG 3 is positioned on a long wavelength side, relative to the wavelength band of 1535 nm to 1560 nm, and that the average wavelength λ 0 of the LPG 2 in the middle between LPG 1 and LPG 3 is positioned. With respect to a temperature change, such adjustment is considered that the loss wavelength characteristic of the LPG 2 is fixed while those of the LPGs 1 and 3 be moved. Further, it is assumed that the gain wavelength characteristics of the optical amplifier sections 21 . 22 Have temperature dependencies with those in the aforementioned 16 are identical.

Das Einstellen der Temperaturabhängigkeiten der drei LPGs 1 bis 3 ist nicht auf das obige beschränkt. Die Verlustwellenlängencharakteristiken des LPGs 1 und des LPGs 3 können in Bezug auf eine Temperaturänderung fixiert sein. Alternativ können alle Wellenlängencharakteristiken der LPGs 1 bis 3 jeweils in Bezug auf eine Temperaturänderung verschoben werden.Adjusting the temperature dependencies of the three LPGs 1 to 3 is not limited to the above. The loss wavelength characteristics of the LPG 1 and the LPG 3 can be fixed with respect to a temperature change. Alternatively, all the wavelength characteristics of the LPGs may be used 1 to 3 each shifted with respect to a temperature change.

10–12 sind Diagramme, die die individuellen Verlustwellencharakteristiken der drei LPGs 1 bis 3 und die Verlustwellenlängencharakteristik im Fall ihrer Verbindung miteinander zeigen, und zwar bei den jeweiligen Temperaturen. 10, 11 und 12 zeigen die Charakteristiken bei einer geringeren Temperatur, einer mittleren Temperatur bzw. einer höheren Temperatur. 10 - 12 are diagrams showing the individual loss wave characteristics of the three LPGs 1 to 3 and show the loss wavelength characteristic in the case of their connection with each other at the respective temperatures. 10 . 11 and 12 show the characteristics at a lower temperature, a middle temperature or a higher temperature.

An den jeweiligen Temperaturen in 10–12 ist die mittlere Wellenlänge λ0 des LPGs 2 in der Nähe von 1543 nm fixiert, während die jeweiligen mittleren Wellenlängen λ0 des LPGs 1 und des LPGs 3 abhängig von einer Temperaturänderung verschoben werden. In diesem Fall wird festgelegt, dass das LPG 1 und LPG 3 jeweils erforderliche positive Temperaturkoeffizienten in Bezug auf einen Anstieg der Umgebungstemperatur besitzen. Weiter sind die Maximalverluste A und die Wellenlängenbreiten B der LPGs 1 bis 3 in Bezug auf eine Temepraturänderung konstant. Konkret beträgt der Maximalverlust A und die Wellenlängenbreite B ungefähr 2,2 dB und ungefähr 22 nm für das LPG 1, ungefähr 2,6 dB und ungefähr 24 nm für das LPG 2 und ungefähr 2,6 dB und ungefähr 44 nm für das LPG 3.At the respective temperatures in 10 - 12 is the mean wavelength λ 0 of the LPG 2 fixed in the vicinity of 1543 nm, while the respective mean wavelengths λ 0 of the LPG 1 and the LPG 3 be shifted depending on a temperature change. In this case, it is determined that the LPG 1 and LPG 3 each have required positive temperature coefficient with respect to an increase in the ambient temperature. Further, the maximum losses A and the wavelength widths B of the LPGs 1 to 3 constant with respect to a temperature change. Concretely, the maximum loss A and the wavelength width B are about 2.2 dB and about 22 nm for the LPG 1 , about 2.6 dB and about 24 nm for the LPG 2 and about 2.6 dB and about 44 nm for the LPG 3 ,

An der in 11 gezeigten mittleren Temperatur beträgt der Abstand der mittleren Wellenlängen λ0 des LPGs 1 und des LPGs 2 ungefähr 10 nm und der Abstand zwischen den mittleren Wellenlängen λ0 des LPGs 2 und des LPGs 3 beträgt ungefähr 13 nm. Unter Berücksichtigung dieser Charakteristik bei der mittleren Temperatur als Bezugspunkt wird bei der in 10 gezeigten niedrigeren Temperatur der Abstand zwischen LPG 1 und LPG 2 um 2 nm verbreitert, um ungefähr 12 nm zu betragen und der Abstand zwischen LPG 2 und LPG 3 wird um 2 nm verengt, um ungefähr 11 nm zu betragen. Weiter wird bei der in 12 gezeigten höheren Temperatur der Abstand zwischen LPG 1 und LPG 2 um 2 nm verengt, um ungefähr 8 nm zu betragen und der Abstand zwischen LPG 2 und LPG 3 wird um 2 nm verbreitert, um ungefähr 15 nm zu betragen.At the in 11 shown average temperature is the distance of the mean wavelengths λ 0 of the LPG 1 and the LPG 2 about 10 nm and the distance between the mean wavelengths λ 0 of the LPG 2 and the LPG 3 is approximately 13 nm. Considering this characteristic at the mean temperature as a reference point, at 10 lower temperature shown the distance between LPG 1 and LPG 2 widened by 2 nm to be about 12 nm and the distance between LPG 2 and LPG 3 is narrowed by 2 nm to be about 11 nm. Next is at the in 12 higher temperature shown the distance between LPG 1 and LPG 2 narrowed by 2 nm to be about 8 nm and the distance between LPG 2 and LPG 3 is broadened by 2 nm to be about 15 nm.

Die Verstärkungsregelungseinheit 10', die gebildet wird, indem auf in 9 gezeigte Weise die LPGs 1 bis 3 mit dem oben genannten Verlustwellenlängencharakteristiken verbunden werden, wird eine Verlustwellenlängencharakteristik besitzen, die zusammenwirkend durch die Linien LPG1 + LPG2 + LPG3 in den 10–12 gezeigt ist.The gain control unit 10 ' which is formed by clicking on in 9 shown way the LPGs 1 to 3 will be associated with the loss wavelength characteristics mentioned above, will have a loss wavelength characteristic cooperatively represented by the lines LPG1 + LPG2 + LPG3 in the 10 - 12 is shown.

Im Folgenden wird die Charakteristik des optischen Verstärkers beschrieben, in dem Fall, dass die Verstärkungsregelungseinheit 10', die die drei LPGs 1 bis 3 umfasst, in diesem optischen Verstärker vorgesehen ist.In the following, the characteristic of the optical amplifier will be described, in the case where the gain control unit 10 ' that the three LPGs 1 to 3 includes, is provided in this optical amplifier.

13 ist ein Diagramm, das die Charakteristiken der jeweiligen LPGs 1 bis 3 bei 0°C zeigt und zwar für die Verstärkungsregelungseinheit 10', die entsprechend dem optischen Verstärker aufgebaut ist, der die in 16 gezeigte Verstärkungswellenlängencharakteristik in Bezug auf eine Temperaturänderung zeigt. 13 is a diagram showing the characteristics of the respective LPGs 1 to 3 at 0 ° C for the gain control unit 10 ' , which is constructed according to the optical amplifier, the in 16 shows amplification wavelength characteristic with respect to a temperature change.

Ähnlich den 10-12 besitzt das LPG 2 in dieser Verstärkungsregelungseinheit 10' eine Charakteristik, die in Bezug auf eine Temperaturänderung fixiert ist (streng genommen fluktuiert sie, fluktuiert jedoch nicht so stark wie das LPG 1 und das LPG 3) und die anderen LPG 1 und LPG 2 besitzen jeweils Charakteristiken, die relativ zu einer Temperaturänderung fluktuieren. Somit arbeitet die Verstärkungsregelungseinheit 10' auf ähnliche Weise wie in 10–12. In Tabelle 1 ist ein Beispiel der konkreten Charakteristiken der LPGs 1 bis 3 gezeigt.Similar to the 10 - 12 owns the LPG 2 in this gain control unit 10 ' a cha characteristic which is fixed with respect to a temperature change (strictly speaking, it fluctuates, but does not fluctuate as much as the LPG 1 and the LPG 3 ) and the other LPG 1 and LPG 2 each have characteristics that fluctuate relative to a change in temperature. Thus, the gain control unit operates 10 ' in a similar way as in 10 - 12 , Table 1 gives an example of the specific characteristics of the LPGs 1 to 3 shown.

Tabelle 1

Figure 00230001
Table 1
Figure 00230001

Bemerkung: Die Bandbreite stellt eine Breite zwischen einer Wellenlänge bei einem Spitzenwert des Verlusts und einer Wellenlänge bei einem Verlust von Null dar.Comment: The bandwidth provides a width between one wavelength a peak of loss and a wavelength at zero loss represents.

14 ist ein Diagramm, das die Verlustwellenlängencharakteristiken der Verstärkungsteuerungseinheit 10' mit den LPGs 1 bis 3 zeigt, die die in 13 eine Tabelle 1 gezeigten Charakteristiken aufweisen und zwar jeweils bei 0°C, 25°C und 65°C. 14 FIG. 12 is a diagram illustrating the loss wavelength characteristics of the gain control unit. FIG 10 ' with the LPGs 1 to 3 shows that the in 13 have a characteristic shown in Table 1, respectively at 0 ° C, 25 ° C and 65 ° C.

Es wird ein optisches Signal erhalten, das eine kompensierte Wellenlängencharakteristik aufweist, die in 15 gezeigt ist, indem die Verstärkungsregelungseinheit 10, die einen solchen Aufbau besitzt, dass ihre Verlustwellenlängencharakteristik die in 14 gezeigte Temperaturabhängigkeit besitzt, an den optischen Verstärker auf ähnliche Weise wie in der zuvor genannten 2 angeschlossen wird, um dadurch die Verstärkungswellenlängencharakteristiken der optischen Verstärkerabschnitte 21, 22 zu kompensieren.An optical signal is obtained which has a compensated wavelength characteristic which is in 15 is shown by the gain control unit 10 , which has such a structure that its loss wavelength characteristic corresponds to that in 14 shown temperature dependence, to the optical amplifier in a similar manner as in the aforementioned 2 thereby connecting the gain wavelength characteristics of the optical amplifier sections 21 . 22 to compensate.

D. h., dass der optische Signaleingang in den Eingangsanschluss IN des optischen Verstärkers an den optischen Verstärkungsabschnitten 21, 22 gemäß der Verstärkungswellenlängencharakteristik verstärkt wird, wie sie von der oberen Seite (AMP-Charakteristik) der 15 gezeigt ist. Als solche wird das optische Signalniveau nach der Verstärkung selbst so wiedergegeben, dass es eine Wellenlängencharakteristik besitzt, die abhängig von der Umgebungstemperatur fluktuiert. Nichtsdestotrotz wird das optische Signal durch die Verstärkungsregelungseinheit 10 so durchgeführt, dass die Unterschiede zwischen den Wellenlängencharakteristiken in Bezug auf Temperaturunterschiede so kompensiert werden, dass sie, wie auf der niedrigeren Seite (kompensierte Charakteristik) der 15 gezeigt, klein sind. Somit kann das optische Signalniveau nach der Kompensierung aufgrund der Verstärkungsregelungseinheit 10 so wiedergegeben werden, dass es Wellenlängeneigenschaften besitzt, die einander im Wesentlichen identisch sind und zwar über einen Bereich von einer niedrigen Temperatur (0°C) bis zu einer höheren Temperatur (65°C).That is, the optical signal input into the input terminal IN of the optical amplifier at the optical amplifying sections 21 . 22 is amplified in accordance with the gain wavelength characteristic, as from the upper side (AMP characteristic) of the 15 is shown. As such, the optical signal level after amplification itself is reproduced to have a wavelength characteristic which fluctuates depending on the ambient temperature. Nevertheless, the optical signal is amplified by the gain control unit 10 is performed so that the differences between the wavelength characteristics with respect to temperature differences are compensated so that they, as on the lower side (compensated characteristic) of the 15 shown are small. Thus, the optical signal level after the compensation due to the gain control unit 10 be reproduced so that it has wavelength characteristics which are substantially identical to each other over a range of from a low temperature (0 ° C) to a higher temperature (65 ° C).

Des Weiteren sind die Kompensierungsfehler im Fall der kompensierten Charakteristik der 15 als (C) und (D) auf überlappte Weise in der zuvor genannten 15 gezeigt. Wie aus den Charakteristiken (C) und (D) der 17 entnommen werden kann, ist es offensichtlich, dass jene Charakteristiken im Fall des Einsatzes der Verstärkungsregelungseinheit 10', die durch Kombinieren der LPGs 1 bis 3 aufgebaut ist, im Vergleich zu den Temperaturcharakteristiken lediglich des optischen Verstärkers verbessert werden.Furthermore, in the case of the compensated characteristic, the compensation errors are 15 as (C) and (D) in an overlapped manner in the aforementioned 15 shown. As from the characteristics (C) and (D) of the 17 it can be seen that those characteristics in the case of using the gain control unit 10 ' By combining the LPGs 1 to 3 is improved compared to the temperature characteristics of only the optical amplifier.

Gemäß der zweiten Ausführungsform, wie oben beschrieben, ist die Verstärkungsregelungseinheit 10' aufgebaut, indem die drei LPGs 1 bis 3 kombiniert werden, die so aufgebaut sind, dass ihre Verlustwellenlängencharakteristiken gegenseitig verschieden sind und die jeweiligen Verlustwellenlängencharakteristiken Temperaturabhängigkeiten besitzen, die den Verstärkungswellenlängencharakteristiken des optischen Verstärkers entsprechen. Somit wird es möglich, die Verstärkungskompensierung bei einem solchen breiten Wellenlängenband, das von 1535 nm bis 1560 nm reicht, und über einen weiten Temperaturbereich sicher durchzuführen.According to the second embodiment, as described above, the gain control unit 10 ' built by the three LPGs 1 to 3 which are constructed so that their loss wavelength characteristics are mutually different and the respective loss wavelength characteristics have temperature dependencies corresponding to the gain wavelength characteristics of the optical amplifier. Thus, it becomes possible to surely perform the gain compensation at such a wide wavelength band ranging from 1535 nm to 1560 nm and over a wide temperature range.

In der zuvor genannten ersten und zweiten Ausführungsform sind die Verstärkungsregelungseinheit 10 oder 10' an der Ausgangsseite der letzten Stufe des optischen Verstärkungsabschnitts 22 eingesetzt gezeigt. Jedoch ist die Anordnung der Verstärkungsregelungseinheit nicht hierauf beschränkt. Die Verstärkungsregelungseinheit kann an einer willkürlichen Position zwischen dem Eingangsanschluss IN und dem Ausgangsanschluss. OUT eingesetzt werden (inklusive z. B. des Inneren des EDFA, der den optischen Verstärkerabschnitt darstellt). Weiter ist die Verstärkungsregelungseinheit nicht darauf beschränkt, in. einem optischen Verstärker eingegliedert zu werden und kann von außen am optischen Verstärker angeschlossen werden. Obwohl eine Situation beschrieben wurde, in der der optische Verstärker aus zwei Verstärkungsstufen aufgebaut ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und kann auf alle bekannten optischen Verstärker mit unterschiedlichem Verstärkeraufbau angewendet werden.In the aforementioned first and second embodiments, the gain control unit 10 or 10 ' at the output side of the last stage of the optical amplifying section 22 shown used. However, the arrangement of the gain control unit is not limited to this. The gain control unit may be at an arbitrary position between the input terminal IN and the output terminal. OUT (including, for example, the interior of the EDFA, the optical amplifiers represents rabschnitt). Further, the gain control unit is not limited to being incorporated in an optical amplifier and can be connected to the optical amplifier from the outside. Although a situation has been described in which the optical amplifier is constructed of two amplification stages, the present invention is not limited thereto and can be applied to all known optical amplifiers having different amplifier configurations.

Obwohl eine Situation beschrieben wurde, in der die Verstärkungsregelungseinheit durch Kombinieren von zwei oder drei LPGs aufgebaut ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und es ist möglich eine Verstärkungsregelungseinheit aufzubauen, in dem vier oder mehr LPGs gemäß der vorliegenden Erfindung kombinier werden. Obwohl des Weiteren LPGs mit gegenseitig verschiednen Charakteristiken in der optischen Übertragungsleitung L in der Verstärkungsregelungseinheit separat angeordnet wurden, ist es möglich, eine Anwendung oder Abwandlung zu verwenden, um die Gitterbereiche zu vereinen, z. B. indem ein gechirptes Gitterformat eingesetzt wird, bei dem die Gitterteilung stetig variiert wird oder ein gemulitplextes Gitterformat verwendet wird, bei dem die Gitter, die gegenseitig unterschiedlich Gitterteilungen besitzen, überschrieben werden.Even though a situation has been described in which the gain control unit is composed by combining two or three LPGs, is the present invention is not limited thereto and it is possible a Gain control unit in which four or more LPGs according to the present invention be combined. Although further LPGs are mutually different Characteristics in the optical transmission line L in the Gain control unit have been arranged separately, it is possible to use an application or To use modification to unite the grid areas, e.g. B. by using a chirped grating format in which the grating pitch is constantly varied or uses a gemulitplees grid format where the grids are mutually different grating pitches own, be overwritten.

Obwohl darüber hinaus eine Situation beschrieben wurde, in der das Langperioden-Fasergitter eingesetzt wird, können andere Arten von Fasergittern, die von der Art mit langer Periode verschieden sind, als Gitterteil der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, solange eine erwünschte Charakteristik erhalten werden kann.Even though about that In addition, a situation has been described in which the long-period fiber grating is used other types of fiber grids, those of the long period type are different, used as a grid part of the present invention be as long as a desired Characteristic can be obtained.

Claims (4)

Optischer Verstärker, der eine Temperaturkompensationsfunktion aufweist, wobei der optische Verstärker eine optische Verstärkungsvorrichtung (21, 22) zum Verstärken eines optischen Signals aufweist, damit sich dieses durch eine optische Übertragungsleitung ausbreitet, und die optische Verstärkungsvorrichtung (21, 22) eine Verstärkungs-Wellenlängencharakteristik aufweist, die eine Temperaturabhängigkeit aufweist, und der optische Verstärker aufweist: eine Verstärkungssteuereinheit (10), die mehrere Gitterabschnitte (1, 2) aufweist, die in dem optischen Verstärker oder auf der optischen Übertragungsleitung vorgesehen sind, die an den optischen Verstärker angeschlossen ist, wobei die mehreren Gitterabschnitte (1, 2) voneinander verschiedene Verlust-Wellenlängencharakteristiken aufweisen, und die voneinander verschiedenen Verlust-Wellenlängencharakteristiken voneinander verschiedene Temperaturabhängigkeiten aufweisen; und wobei die Verlust-Wellenlängencharakteristiken der Gitterabschnitte und die Temperaturabhängigkeiten der Verlust-Wellenlängencharakteristiken entsprechend der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung (21, 22) eingestellt sind, und zumindest teilweise die Temperaturabhängigkeit der Verstärkungs-Wellenlängencharakteristik der optischen Verstärkungsvorrichtung (21, 22) kompensieren; eine automatische Verstärkungssteuerung, (21A, 22A), die so ausgebildet ist, dass sie die Leistung von Eingangslicht und Ausgangslicht der optischen Verstärkungsvorrichtung überwacht, und Betriebsbedingungen so steuert, dass die Verstärkung in der optischen Verstärkungsvorrichtung (21, 22) konstant ist; einen variablen optischen Abschwächer (23), der so ausgebildet ist, dass er variabel ein optisches Signal abschwächt, das sich durch die optische Übertragungsleitung ausbreitet; wobei die optische Verstärkungsvorrichtung einen ersten optischen Verstärkungsabschnitt (21) und einen zweiten optischen Verstärkungsabschnitt (22) aufweist, die gegenseitig in Kaskade über den variablen optischen Abschwächer (23) geschaltet sind; die automatische Verstärkungssteuerung einen ersten Abschnitt (21A) zum Steuern der Verstärkung in dem ersten optischen Verstärkungsabschnitt (21) so aufweist, dass diese konstant ist, und einen zweiten Abschnitt (22A) zum Steuern der Verstärkung in dem zweiten optischen Verstärkungsabschnitt (22) so, dass sie konstant ist; und eine ALC-Schaltung (23A), die so ausgebildet ist, das sie die Leistung des Ausgangslichts von der optischen Verstärkungsvorrichtung (21, 22) überwacht, und dass Ausmaß der Lichtabschwächung des variablen optischen Abschwächers (23) so steuert, dass die Leistung des Ausgangslichtes konstant ist.An optical amplifier having a temperature compensation function, wherein the optical amplifier comprises an optical amplification device ( 21 . 22 ) for amplifying an optical signal to propagate through an optical transmission line, and the optical amplifying apparatus (US Pat. 21 . 22 ) has a gain wavelength characteristic having a temperature dependency, and the optical amplifier comprises: a gain control unit ( 10 ), which have several grid sections ( 1 . 2 ) provided in the optical amplifier or on the optical transmission line connected to the optical amplifier, wherein the plurality of grating sections ( 1 . 2 ) have different loss wavelength characteristics from each other, and the mutually different loss wavelength characteristics have different temperature dependencies from each other; and wherein the loss wavelength characteristics of the grating portions and the temperature dependencies of the loss wavelength characteristics corresponding to the gain wavelength characteristic of the optical amplifying apparatus ( 21 . 22 ), and at least partially the temperature dependency of the gain wavelength characteristic of the optical amplifying apparatus (FIG. 21 . 22 ) compensate; an automatic gain control, ( 21A . 22A ) which is adapted to monitor the power of input light and output light of the optical amplifying apparatus, and controls operating conditions so that the gain in the optical amplifying apparatus (US Pat. 21 . 22 ) is constant; a variable optical attenuator ( 23 ) configured to variably attenuate an optical signal propagating through the optical transmission line; wherein the optical amplifying apparatus comprises a first optical amplifying section (14) 21 ) and a second optical amplification section ( 22 ) in cascade across the variable optical attenuator ( 23 ) are switched; the automatic gain control a first section ( 21A ) for controlling the gain in the first optical amplifying section (FIG. 21 ) so that it is constant, and a second section ( 22A ) for controlling the gain in the second optical amplifying section (FIG. 22 ) so that it is constant; and an ALC circuit ( 23A ) configured to reduce the power of the output light from the optical amplifying apparatus ( 21 . 22 ) and that amount of light attenuation of the variable optical attenuator ( 23 ) controls so that the power of the output light is constant. Optischer Verstärker, der eine Temperaturkompensationsfunktion aufweist, nach Anspruch 1, bei welchem die mehreren Gitterabschnitte Langperioden-Fasergitter sind, die jeweils entlang der optischen Übertragungsleitung vorgesehen sind.Optical amplifier, having a temperature compensation function according to claim 1, in which the plurality of grating sections are long-period fiber gratings, each provided along the optical transmission line are. Optischer Verstärker, der eine Temperaturkompensationsfunktion aufweist, nach Anspruch 2, bei welchem die Langperioden-Fasergitter jeweils eine Gitterteilung im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm aufweisen.Optical amplifier, having a temperature compensation function according to claim 2, in which the long-period fiber gratings each have a grating pitch in the range of 0.1 mm to 1 mm. Optischer Verstärker, der eine Temperaturkompensationsfunktion aufweist, nach Anspruch 1, bei welchem die optische Verstärkungsvorrichtung zum Verstärken eines optischen Signals einen Lichtleitfaserverstärker aufweist, der eine mit einem Seltenerdelement dotierte Faser aufweist.Optical amplifier, having a temperature compensation function according to claim 1, in which the optical amplifying apparatus for amplifying a optical signal comprises an optical fiber amplifier having a Having a rare earth doped fiber.
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